大学物理流体力学精品PPT课件

1 第一章 流体及其主要物理性质

1-1. 轻柴油在温度15ºC时相对密度为0.83，求它的密度和重度。

解：4ºC时 33/9800/1000mNmkg水水 相对密度：水水d

所以，33/8134980083.083.0/830100083.083.0mNmkg水水

1-2. 甘油在温度0ºC时密度为1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。

解：33/1000/1mkgcmg g

333/123488.91260/1260/26.1mNgmkgcmg

1-3. 水的体积弹性系数为1.96×109N/m2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩1％？

解：dpVdVPaEpp)(1

MPaPaEEVVVVpp6.191096.101.07

1-4. 容积4m3的水，温度不变，当压强增加105N/m2时容积减少1000cm3，求该水的体积压缩系数βp和体积弹性系数E。

解：1956105.2104101000PapVVp

PaEp89104105.211

1-5. 用200L汽油桶装相对密度为0.70的汽油，罐装时液面上压强为1个大气压，封闭后由于温度变化升高了20ºC，此时汽油的蒸气压为0.18大气压。若汽油的膨胀系数为0.0006ºC－1，弹性系数为14000kg/cm2。试计算由于压力及温度变化所增减的体积？问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜？

解：E＝E’·g＝14000×9.8×104Pa

Δp＝0.18at

dppVdTTVdV

00VTVTVVTT

00VpVpVVpp

所以，dpVdTVdppVdTTVdVpT00 2 从初始状态积分到最终状态得：

专业班级： 学号： 姓名： 成绩：

1 《大学物理D》 练习二 流体力学

一、填空题

2.1.1.水平放置的流管通内有理想流体水，在某两截面上，已知其中一截面A面积是另一截面B的两倍，在截面A水的速度为2.0m/s，压强为10kPa,则另截面的水的速度为 ，压强为 。

2.1.2.雷诺数是判断生物体系内液体是做层流还是湍流流动状态的重要依据，许多藤本植物内水分流动雷诺数约为3.33，说明一般植物组织中水分的流动是 。

2.1.3.圆形水管的某一点A，水的流速为1.0m/s，压强为3.0×105Pa。沿水管的另一点B，比A点低20米，A点截面积是B点截面积的三倍，忽略水的粘滞力，则B点的压强为 。（重力加速度29.8/gms）

二、选择题

2.2.1.水管的某一点A，水的流速为1.0米/秒，计示压强为3.0×105Pa。沿水管的另一点B，比A点低20米,A点面积是B点面积的三倍.则B点的流速和计示压强分别为（ ）。

(A)3.0m/s,4.92×105Pa (B)0.33m/s, 4.92×105Pa

(C)3.0m/s,5.93×105Pa （D）1.0m/s,5.93×105Pa

2.2.2.在如图所示的大容器中装有高度为H的水，当在离最低点高度h是水的高度H多少时，水的水平距离最远。（ ）

(A) 1/4

(B)1/3

(C)1/2

(D)2/3

三、简答题

2.3.1 两船相距很近平行前进时容易相撞，试解释。

答：

h H 专业班级： 学号： 姓名： 成绩：

24 第2章 流体力学基础

2.1 内容提要

(一)基本概念

1.流体：由许多彼此能够相对运动的流体元(物质微团)所组成的连续介质，具有流动性，常被称为流体。流体是液体和气体的总称。

2.流体元：微团或流体质量元，它是由大量分子组成的集合体。从宏观上看，流体质量元足够小，小到仅是一个几何点，只有这样才能确定流体中某点的某个物理量的大小；从微观上看，流体质量元又足够大，大到包含相当多的分子数，使描述流体元的宏观物理量有确定的值，而不受分子微观运动的影响。因此，流体元具有微观大，宏观小的特点。

3.理想流体：指绝对不可压缩、完全没有黏滞性的流体。它是实际流体的理想化模型。

4.定常流动：指流体的流动状态不随时间发生变化的流动。流体做定常流动时，流体中各流体元在流经空间任一点的流速不随时间发生变化，但各点的流速可以不同。

5.流线：是分布在流体流经区域中的许多假想的曲线，曲线上每一点的切线方向和该点流体元的速度方向一致。流线不可相交，且流速大的地方流线密，反之则稀。

6.流管：由一束流线围成的管状区域称为流管。对于定常流动，流体只在管内流动。流线是流管截面积为零的极限状态。

（二）两个基本原理

1.连续性原理：理想流体在同一细流管内，任意两个垂直于该流管的截面S1、S2，流速v1、v2，密度1、2，则有

111211vvSS （2.1a）

它表明，在定常流动中，同一细流管任一截面处的质量密度、流速和截面面积的乘积是一个常数。也叫质量守恒方程。 若为常量，则有

Q = S v = 常量 （2.1b）

它表明，对于理想流体的定常流动，同一细流管中任一截面处的流速与截面面积的乘积是一个常量。也叫体积流量守恒定律或连续性方程。

2 伯努利方程：理想流体在同一细流管中任意两个截面处其截面积S，流速v ，高度h ，压强p之间有

1 第二十一章 量子力学简介

§21-1 实物粒子的波动性 1913年，玻尔在普朗克和爱因斯坦量子概念的基础上创造性的将量子概念应用到卢瑟福的原子模型，成功的解释了氢光谱。玻尔理论为基础的量子理论称为旧量子理论。1923年，德布罗意提出“物质德波粒二象性”为薛定谔建立波动力学方程打下基础。1926 年玻恩提出波函数的统计解释。1927年，海森伯提出了不确定原理 …。新量子理论逐渐形成。本章将对量子力学基本概念做简单介绍。

一、德布罗意假设

普通物理教案

2 1924年，德布罗意在光的波粒二象性的启

示下，提出实物粒子也应具有波动性的假设：

设实物粒子具有能量E、动量P，则它应具有相

应的波长λ和频率ν： 2Emc

h







220221/mcEmc

hhhcv或：

hpmv普通物理教案

3 2201/hhh

c

p

m

m

vvv或：

上述与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，相应的关系式称德布罗意关系式。如v<

0h

mv

⑴一质量m=0.05kg的子弹，以速度v=300m/s运动，其德布罗意波长是多少？⑵速率v=5000km/s的α粒子的德布罗意波长是多少？ 例题1： 普通物理教案

4 解：⑴

nm2634

0104.430005

.

0

10

63

.6vmh

远小于仪器的测量范围，不显示其波动性。

⑵α粒子的波长为：m=4×1.67 × 10-27kg

nm5

01098.1vmh

α粒子的波动性已可以测量到。 普通物理教案

5 二、德布罗意波的实验验证

1926年，戴维孙、革末将电子枪射出的电

子束投射到镍单晶体表面，得到电子衍射的实验现象，经计算证明德布罗意公式的正确性。

K U D

B

M

G





电子晶体衍射实验示意图 普通物理教案

6 阴极K电子经U加速后，通过光阑D成

一很细的平行电子射线，以角投射到镍单晶体

M上，反射后经B收集。电流强度I由G测出，调

节U，可得U~I 曲线：